【逆向】RC4

概念

RC4（Rivest Cipher 4）是一种**流密码（Stream Cipher）**算法，由著名密码学家 Ronald Rivest 在 1987 年为 RSA Security 设计。但由于后来发现的安全漏洞，现代系统中已不推荐使用 RC4。

原理

RC4 由两个核心部分组成：

缩写	全称	功能
KSA	Key Scheduling Algorithm	密钥调度算法：根据密钥初始化 S-box（状态数组 S）
PRGA	Pseudo-Random Generation Algorithm	伪随机生成算法：用 S-box 生成伪随机密钥流，并与数据异或加解密

RC4 是对称流密码：加密和解密过程完全一样，只是用同样的密钥流异或。

KSA

目标：用密钥 K 初始化一个 256 字节的数组 S，完成后，S 是一个由密钥决定的“打乱”状态。

步骤：

1. 创建数组 S[0..255]，初始为顺序值：

   S = [0, 1, 2, 3, ..., 255]
   

2. 创建临时数组 T[0..255]，根据密钥 K 填充：

   • 假设密钥长度为 keylen 字节
   • T[i] = K[i % keylen]

   例如：密钥是 "Key"（3 字节），则：

   T[0] = 'K', T[1] = 'e', T[2] = 'y', T[3] = 'K', T[4] = 'e', ...
   

3. 打乱 S 数组：

   j = 0
   for i in range(256):
       j = (j + S[i] + T[i]) % 256
       swap(S[i], S[j])
   

PRGA

目标：从 S 中生成一个无限长的密钥流字节序列。

步骤：

i = 0
j = 0
while True:
    i = (i + 1) % 256
    j = (j + S[i]) % 256
    swap(S[i], S[j])
    K = S[(S[i] + S[j]) % 256]
    output K  # 这个 K 就是下一个密钥流字节

加密与解密

由于 异或（XOR）的可逆性，加密和解密过程完全一样！

加密：

密文 = 明文 XOR 密钥流

解密：

明文 = 密文 XOR 密钥流

下面提供我的RC4加密解密脚本

def rc4_init(key):
    """KSA: 初始化 S 数组"""
    key = [ord(c) for c in key]  # 转为字节
    S = list(range(256))
    j = 0
    for i in range(256):
        j = (j + S[i] + key[i % len(key)]) % 256
        S[i], S[j] = S[j], S[i]
    return S

def rc4_generate_keystream(S):
    """PRGA: 生成密钥流生成器"""
    i = 0
    j = 0
    while True:
        i = (i + 1) % 256
        j = (j + S[i]) % 256
        S[i], S[j] = S[j], S[i]
        K = S[(S[i] + S[j]) % 256]
        yield K

def rc4_crypt(data, key):
    """加密或解密字符串"""
    S = rc4_init(key)
    keystream = rc4_generate_keystream(S)
    if isinstance(data, str):
        data = [ord(c) for c in data]
    return bytes([b ^ next(keystream) for b in data])

# === 使用示例 ===
key = "Secret"
plaintext = "Hello, World!"

# 加密
ciphertext = rc4_crypt(plaintext, key)
print("密文（十六进制）:", ciphertext.hex())

# 解密
decrypted = rc4_crypt(ciphertext, key)
print("解密结果:", decrypted.decode('ascii'))